万磁王与导电高分子
导电高分子材料是主链具有共轭主电子体系,可通过掺杂达到导电态,电导率达1000S/cm以上的高分子材料。 经过40年的发展,人们对于导电高分子的类型、导电机理以及如何提高其导电率进行了深入的研究,对于导电高分子的合成与应用进行了多方面的探索。由于其独特的性能,导电高分子不仅作为导电材料应用广泛,在能源、光电子器件、传感器、分子导线等领域也有着潜在的应用价值。

复合导电高分子是什么呢?

复合型导电高分子材料中填料的分散状态决定了材料的导电性,从渗流理论中可看出,孤立分散的填料微粒松散地填充于材料中时,当体积分散达到一定的临界含量以后,就可能形成一个连续的导电通路。这时的离子处于两种状态:一是电荷载流子可以在导体内连续地流动,此时离子间发生的是物理接触;二是由于离子间存在粘接剂薄层,载流子本身被激活而运动。

所以,复合型导电高分子材料能导电的条件是填充材料应该既一定程度地分散,又能形成松散的网络分布。 复合型导电高分子材料中填充材料的成分、填料粒子的分散状态及其与聚合物基体的相互作用都决定了复合材料的导电性,要想材料能具有更良好导电性,必须使填料粒子既能较好地分散,又能形成三维网状结构或蜂窝状结构。

结构性导电高分子材料又是?
  离子型导电高分子材料中,像聚醚、聚酯这样的大分子链会形成螺旋体的空间结构,阳离子与其配位络合,并且在大分子链段运动促进下在其螺旋孔道内通过空位进行迁移,或者是被大分子“溶剂化”了的阴阳离子在大分子链的空隙间进行跃迁扩散。  

  电子型导电高分子材料中,主体高分子聚合物大多数为共轭体系,长链中的π键电子活性较大,尤其是与掺杂剂形成电荷转移络合物之后,很容易就会从轨道上逃逸出来而形成自由电子。 大分子链内以及链间的π电子由于轨道重叠交盖可以形成导带,这样就可以为载流子的转移和跃迁提供通道,在外加能量以及大分子链振动的推动下就可以传导电流了。

 

电池 

具有可逆的电化学反应和还原特性是导电高分子所具有的一个重要特征,而且其密度相比于其他导电材料来说要小得多,在室温下具有导电率大和比表面积大的特性。对于电池来说,这是一种非常好的电极材料。例如,由于聚吡咯的高度掺杂和强稳定性,并且对电信息的变化也非常敏感的性质,可以使用聚吡咯应用于常规纺织品以使其成为电导体。 由导电聚合物材料制成的二次电池具有易于生产, 加工,成膜,柔韧,体积小,重量轻和能量高的特点。如果解决了有机物质的耐久性和高压下有机溶剂的稳定性,则可以基于导电聚合物材料使二次电池商业化。  

导体

 导电聚合物材料可以通过填充和配混,表面混合等合成导体粉末如金属粉末或炭黑和聚合 物材料来制备。与传统的金属导体相比,复合合成导电聚合物材料具有有非常多的优点,容易加工、实用范围更广、密度非常低、对腐蚀具有很强的抵抗性 ;电导率可以根据电化学可逆反应变化,方便实际应用 ;材料相对便宜,适合大规模生产。

传感器:
导电高分子的导电率随着浓度、外界温度、气体环境等因素的改变而显著变化,利用导电高分子制备的电化学传感器、离子浓度传感器、温度传感器已经得到了广泛的应用, 并且由于高分子材料与人体的亲和性,导电高分子作为生物医学传感器正在深入的研究当中。

药物释放
导电聚合物的掺杂和去掺杂过程实际上是阴离子的嵌入和脱嵌过程,通过这个过程,可以将药物通过皮肤送进人的体内。使用这两点,可以生产含有药物的导电聚合物电池,并且当电流接通时,药物从育龄期皮革中释放出来,并通过皮肤而进入血液。聚吡咯是该领域中第一种也是最广泛使用的导电聚合物。